O que está reservado para a próxima década da ciência planetária – Sky & Telescope

Uma visão planetária para a próxima década.
Academias Nacionais de Ciências

Está fora. A Planetary Science Community divulgou um relatório descrevendo uma visão para a próxima década. A pesquisa decenal, resultado de anos de comitês de direção, white papers, grupos consultivos e conferências, representa as ordens de marcha da NASA (e, até certo ponto, da NSF) ao longo de 10 anos de exploração de planetas – e exoplanetas.

Academias Nacionais de Ciências Pesquisa decenal para ciências planetárias e astrobiologiaintitulado Origens, mundos e vida: uma estratégia nodal para ciências planetárias e astrobiologia 2023-2032É a terceira lista de desejos prioritária desse tipo. Como sempre, quaisquer conceitos significativos ainda precisarão passar por rodadas de financiamento, design e desenvolvimento antes de chegar à plataforma de lançamento.

a última década

Uma olhada na última pesquisa decenal intitulada Visões e viagensMostra o impacto que esses esforços podem ter. Este relatório foi incluído como prioridade máxima na missão Mars Astrobiology and Sample Cache Explorer, que se tornou o rover persistente atualmente explorando a Cratera Jezero no Planeta Vermelho. A Perseverance está deixando as amostras de lado como um primeiro passo na iniciativa Mars Sample Return, para a qual o rover de retorno será lançado na janela de lançamento de 2026. A segunda prioridade para a década, a missão Orbiter agora chamada Europa Clipper, está programada para ser lançada em 2024.

Visões e viagens Também identificou tópicos para missões menores, designadas pela NASA como missões New Horizons e Discovery. Esses tópicos acabaram por levar à seleção de libélulao helicóptero movido a energia nuclear que voará para a lua de Saturno, Titã, em 2027, e Lucy E espírito Missões de asteróides, também Da Vinci e Veritas As missões de Vênus voarão no final desta década.

Os campeões deste ano

Juntamente com o desenvolvimento e suporte contínuos desses projetos, a última pesquisa decadal prioriza alguns conceitos de missão grandes e empolgantes.

como uma nova prioridade Missão principalque por definição tem um orçamento de mais de US$ 1 bilhão, o relatório recomenda Sonda e sonda de Urano. Esta seria uma grande missão no estilo Cassini para o gigante de gelo e suas luas e envolveria uma sonda entrando na atmosfera. Até agora, só vimos Urano fechar uma vez, durante o curto voo da Voyager 2 em 1986. Urano venceu Netuno devido à flexibilidade dos atuais veículos de lançamento e tecnologia para a janela de lançamento de 2031 a 2038, com Júpiter. ajuda.

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Projeto de sonda de Urano
Uma proposta de design conceitual do início de 2011 para uma potencial missão de Urano.
Pesquisa decadal da NASA/NRC

A segunda maior prioridade entre os carros-chefe é um orbitador e módulo de pouso que irá para a lua de Saturno Enceladus, referido no relatório como Enceladus Orbelander. Esta lua é um mundo dinâmico com um oceano subterrâneo que pode conter os processos complexos necessários para hospedar a vida. A Cassini viu plumas emanando de gêiseres gelados durante vários voos, e Enceladus Orblander pode prová-las e estudar a superfície lunar de perto.

Quatro outros conceitos importantes que estavam em operação eram o módulo de pouso Europa, o módulo de pouso Mercury, a missão Netuno/Tritão e uma grande missão para Vênus.

Ilustração de Orbelander em Encélado
O conceito de um artista de um Orbilander na superfície de Encélado.
NASA

Como princípios orientadores, a pesquisa identificou 12 questões-chave da ciência em três temas principais: origens, mundos e processos e vida e habitabilidade. Essas perguntas, cobrindo tudo, desde como os planetas gigantes se formaram até se encontraremos vida extraterrestre, ajudarão a nutrir a seleção de missões.

“Eu suspeito [the decadal] É uma visão muito convincente para a exploração espacial para a próxima década e além”, diz Jonathan Fortney (Universidade da Califórnia, Santa Cruz). Acho que é uma ótima combinação de obter novos dados de algumas das áreas mais quentes e basicamente novo em exploração e reconhecimento.”

O papel das menores missões

A NASA tem duas classes de missão menores, com a New Frontiers oferecendo aproximadamente o dobro do orçamento para as missões da classe Discovery, mas com uma cadência de lançamento mais lenta. A seleção New Frontiers 5, coberta na última década e originalmente programada para outubro de 2022, foi adiada para outubro de 2024.

A nova pesquisa decenal abrange as próximas duas rodadas, Novas Fronteiras 6 e 7, que nos levarão até 2032. Em vez de recomendar tarefas específicas para essas seleções competitivas, o relatório apresenta tópicos detalhados para consideração:

  • Sonda e pouso de asteroides Centaur
  • devolução de amostra ceres
  • Missão de retorno de amostras de superfície do cometa
  • Missão Enceladus com vários voos
  • rede geofísica lunar
  • sonda Saturno
  • Orbital Titã
  • Triton Ocean World Surveyor (adicionado apenas para New Frontiers 7)
  • Explorador de flores no local

O relatório não especifica nenhum tópico específico para o programa Discovery, embora recomende que a NASA continue selecionando duas missões da classe Discovery por rodada. O relatório também recomenda aumentar o teto de custo para missões de exploração de US$ 500 para US$ 800 milhões.

Além disso, a década também recomenda aumentar o limite, de US$ 55 milhões para US$ 80 milhões, para as Pequenas Missões de Exploração Planetária Inovadoras (SIMPLEx) da NASA e projetos muito pequenos, de baixo custo e alto risco.

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Para nosso próximo passo em Marte, o relatório prioriza o Mars Life Explorer como a próxima missão a ser desenvolvida após a conclusão do retorno da amostra de Marte.

Para a exploração lunar, a pesquisa recomenda o desenvolvimento do Endurance A, uma grande missão de retorno de amostras que visitará o pólo sul da lua. Ele coletará cerca de 100 kg (220 libras) de amostras, a serem devolvidas à Terra pelos astronautas como parte da iniciativa Artemis. O relatório observa que os objetivos de exploração planetária devem ser primários para Artemis e não um objetivo secundário.

O relatório também observa a necessidade da NASA de resolver o déficit no financiamento de tecnologia para missões científicas planetárias, que nos últimos anos caiu para apenas 4%. Para corrigir isso e atingir as metas mencionadas no relatório, o comitê recomenda que a Divisão de Ciência Planetária da NASA aumente o financiamento para igualar os níveis anteriores, 6-8% do orçamento total.

Plano de orçamento para ciência planetária
Custos do projeto no levantamento decenal ao longo do tempo.
Academias Nacionais de Ciências

defesa planetária

Os objetivos de defesa planetária da NASA são guiados pela Lei de Brown, que exigia que a NASA identificasse 90% dos asteroides próximos da Terra com mais de 140 metros de diâmetro até 2020. Em 2021, os cientistas classificaram apenas um terço desse grupo. O telescópio espacial de infravermelho médio NEO Surveyor, já em desenvolvimento, será fundamental para encontrar mais dessas rochas espaciais potencialmente ameaçadas. Embora o próximo Observatório Vera C. Rubin seja um complemento do NEO Surveyor, ele não é um substituto.

O relatório também pediu ao Escritório do Programa de Detritos Orbitais da NASA para trabalhar com o Comando Espacial dos EUA na descoberta de asteróides muito próximos da Terra. O radar terrestre e outros rastreadores oferecem uma oportunidade para caracterizar pequenos asteróides próximos da Terra, incluindo a próxima passagem próxima de 99942 Apophis em 13 de abril de 2029. A recente perda de Arecibo torna a necessidade de atualizar a rede de rastreamento e espaço profundo particularmente urgente .

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Diversidade e Igualdade

Inicialmente, este levantamento decenal destaca a necessidade urgente de promover a diversidade e a equidade no campo da ciência planetária. “Garantir o nível mais amplo de participação é essencial para produzir ciência de alta qualidade em um ambiente de competição acirrada por recursos humanos limitados”, afirma o relatório. “A diversidade rica e sem precedentes de pessoas nos Estados Unidos é a vantagem mais poderosa da NASA, mas somente se essa diversidade for explorada por procedimentos robustos de identificação e recrutamento… e estruturas de recompensa justas.”

Para esse fim, o relatório recomenda que a Diretoria de Ciência Planetária da NASA considere que o preconceito pode ser generalizado e não intencional, e que a agência deve trabalhar para “remover o preconceito de suas ações, onde quer que seja encontrado”.

A necessidade de plutônio

O relatório também destaca a produção de plutônio-238, que recomeçou em 2013, como crucial para o futuro da exploração do espaço profundo. A fonte de energia radiante será necessária para as missões Urano e Encélado, que se aventuram muito longe do Sol para usar os painéis solares. O relatório recomenda que a NASA revise as necessidades de plutônio para a próxima geração de missões e aumente a produção, se necessário.

Gêiseres Encélado
Cassini espia fontes de gelo em Enceladus.
NASA/JPL/Instituto de Ciências Espaciais

Satélites vs. asteróides próximos da Terra

Finalmente, o relatório cita o impacto que o surgimento de constelações de satélites, como o Starlink da SpaceX, o OneWeb do Reino Unido e o Projeto Kuiper da Amazon, terão nos esforços para procurar efetivamente asteróides próximos da Terra. O relatório, portanto, pede à NASA, à National Science Foundation e à comunidade astronômica que continuem monitorando os enxames de satélites e investiguem maneiras de mitigar seus efeitos nas observações.

A próxima década promete anos emocionantes de exploração espacial planetária. Eu, por exemplo, mal posso esperar para ver o crescente de Saturno acima do horizonte gelado de Encélado, sem falar nas novas imagens de Urano e suas luas. Vamos ver, em 2042 eu estarei. . .


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